Cтраница 4
Укрупнение частиц может идти двумя путями. В результате мелкие частицы постепенно растворяются ( испаряются), а крупные - растут. Второй путь, наиболее характерный и общий для дисперсных систем, представляет собой коагуляцию ( от лат, свертывание, затвердение), заключающуюся в слипании и слиянии частиц. В общем смысле под коагуляцией понимают потерю агрегативной устойчивости дисперсной системой. [46]
Как правило, снижение температуры способствует агрегации авто-флокулирующих микроорганизмов. Клетки пивных дрожжей в растворе СаС12 быстро флокулируют при температуре 50 - 60 С. Выше 60 С флокулы полностью разрушаются, а при охлаждении ниже 60 С - вновь агрегируют. Снижение температуры ниже 15 С приводит к потере агрегативной устойчивости бактериальных суспензий Corynebacteria и быстрому образованию флокул. [47]
В таких случаях для осуществления процесса очистки необходимо применять химические реагенты. Добавление их в небольшом количестве способствует укрупнению частиц и резко повышает эффективность очистки. Химические реагенты, применяемые для очистки сточных вод, по механизму действия на загрязняющие компоненты подразделяются на две группы: коагулянты и флокулянты. Коагулянты - это электролиты, добавление которых к разбавленным дисперсным системам ( эмульсиям или суспензиям) приводит к потере агрегативной устойчивости этих систем. Частицы дисперсной фазы разряжаются, снижая их - потенциал, или происходит сжатие диффузионного слоя. Под действием молекулярных сил такие частицы при столкновении слипаются, образуют сравнительно крупные агрегаты и выпадают ( оседают или всплывают) из объема. [48]
При этом g - no - тенциал становится равным нулю. Такое состояние коллоидной частицы называется изоэлектрическим состоянием. Гидратная оболочка частицы в изоэлектрическом состоянии в значительной мере разрушена. Коллоидные частицы не защищены и при столкновениях слипаются, укрупняются. Процесс укрупнения частиц, потеря агрегативной устойчивости золя называется коагуляцией. Коагуляция золя приводит к потере его кинетической устойчивости, которая выражается в образовании осадка. Этот процесс называют седиментацией. [49]
Толщина диффузного слоя К существенно больше, ( может быть 10 нм) - п сильно зависит от концентрации электролитов в системе [ см. уравнение ( III. При высоких концентрациях электролитов или при введении многозарядных ионов ионный фактор к становится большим, а толщина К 1 / х мала и стремится к нулю. В пределе К 0 и частица незаряжена. В этом случае противоионы адсорбционного слоя полностью компенсируют поверхностный заряд ядра. В результате достигается так называемое изоэлектрическое состояние, часто сопровождающееся потерей агрегативной устойчивости системы. [50]
Толщина диффузного слоя К существенно больше ( может быть 10 нм) и сильно зависит от концентрации электролитов в системе [ см. уравнение ( III. X 1 / х мала и стремится к нулю. В пределе К О и частица незаряжена. В этом случае противоионы адсорбционного слоя полностью компенсируют поверхностный заряд ядра. В результате достигается так называемое изоэлектрическое состояние, часто сопровождающееся потерей агрегативной устойчивости системы. [51]
Распределение частиц в растворе зависит в этом случае от соотношения сил броуновского движения и диффузии и силы тяжести в соответствии с барометрическим законом. Броуновское движение вызывает равномерное распределение частиц, а под действием силы тяжести они опускаются на дно сосуяа. С этой точки зрения золи кинетически устойчивы при условии неизменности размеров частиц. Агрегативная устойчивость обусловлена наличием на поверхности частицы адсорбционных ионных или молекулярных слоев. Изменение состояния этих слоев при определенных условиях вызывает нарушение агрегативной устойчивости коллоидной системы. Укрупнение частиц золей и выпадение их из раствора за счет их слипания под влиянием молекулярных сил притяжения в результате потери агрегативной устойчивости называется коагуляцией. При коагуляции возможно возникновение двух типов структур, рыхлых коагуляционных структур с участием слабых Вандерваальсовых сил, которые легко снова превратить в золь ( пептизация) и кристаллических структур в результате перекристаллизации мелких кристалликов в крупные, такие структуры необратимы. Коагуляция может быть вызвана изменением температуры, механическим встряхиванием, изменением среды, добавлением электролитов и др. Особенно большое значение имеет коагуляция электролитами. [52]
Если сместить равновесие ( 1) влево, то возрастет число противоио-нов в коллоидной частице и уменьшится ее заряд. При этом - потенциал становится равным нулю. Такое состояние коллоидной частицы называется изоэлектрическим. Гидратная оболочка частицы в изоэлектрическом состоянии в значительной мере разрушена. Коллоидные частицы не защищены и при столкновениях слипаются, укрупняются. Процесс укрупнения частиц, потеря агрегативной устойчивости золя называется коагуляцией. Коагуляция золя приводит к потере его кинетической устойчивости, которая выражается в образовании осадка. [53]
В зависимости от химического состава и окружающих условий, главным образом температуры и доступа кислорода воздуха, их фазовые превращения протекают постоянно с большей или меньшей интенсивностью. Такие частицы невидимы, их взвеси в жидкой среде внешне сходны с истинными растворами. Под действием силы тяжести и даже при центрифугировании коллоидные частицы в осадок не выпадают. С увеличением размера частиц происходит плавный переход от системы с высокой степенью дисперсности к системам с низкой степенью дисперсности или к грубодисперсным. Вместе с этим меняются и свойства системы. В отличие от коллоидных нерасслаивающихся растворов, частицы низкой степени дисперсности самопроизвольно оседают. Очевидно, нерастворимая фаза в топливе представляет собой образование, состоящее из кинетически неустойчивых частиц низкой степени дисперсности, формирующихся путем агрегирования коллоидных частиц. Взвеси грубодисперс-ных частиц в жидкостях не расслаиваются, если их концентрация настолько велика, что они мешают друг другу падать. Поскольку в топливах их содержание мало, такие агрегированные частицы легко оседают. Агрегаты, достигнув критической величины ( 5 мкм), прекращают броуновское движение и под влиянием силы тяжести выпадают в отстой. Процесс образования агрегатов частиц и разрушения дисперсной системы называют потерей агрегативной устойчивости, что и происходит с дистидлят-ным топливом в окислительной среде. [54]